一种电磁波谐振控制材料和吸波材料制造技术

本发明专利技术公开了一种电磁波谐振控制材料和吸波材料。该电磁波谐振控制材料包括一基材，设置在基材一表面的多组金属线条阵列，各组金属线条之间具有轴向夹角，每组金属线条阵列中包含对称设置的两个金属线条阵列，每个金属线条阵列的金属线条非等长，金属线条头部或尾部连线与对称轴成大于0°小于90°的夹角。该吸波材料包括第一电磁波谐振控制层、第一吸波层、第一导流层、第二电磁波谐振控制层、第二吸波层、第二导流层。本发明专利技术能使辐射到该吸波材料上的电磁波产生谐振作用，形成对电磁波的损耗。本发明专利技术实现了一种通过电磁波谐振控制层和吸波材料组合的方式对连续雷达波段具有吸收效果的复合型柔性吸波材料。

A kind of electromagnetic resonance control material and absorbing material

The invention discloses an electromagnetic wave resonance control material and a wave absorbing material. The electromagnetic wave resonance control material comprises a base material, a plurality of groups of metal line arrays arranged on the surface of the base material, each group of metal line arrays has an axial included angle, each group of metal line arrays contains two metal line arrays symmetrically arranged, each metal line array has a non equal length of metal lines, the head or tail wires of the metal lines form an included angle of more than 0 \u00b0 and less than 90 \u00b0 with the symmetrical axis \u3002 The absorbing material comprises a first electromagnetic wave resonance control layer, a first absorption layer, a first diversion layer, a second electromagnetic wave resonance control layer, a second absorption layer and a second diversion layer. The invention can make the electromagnetic wave radiated to the absorbing material produce resonance effect and form the loss to the electromagnetic wave. The invention realizes a composite flexible absorbing material which has an absorbing effect on the continuous radar band by combining the electromagnetic wave resonance control layer and the absorbing material.

【技术实现步骤摘要】
一种电磁波谐振控制材料和吸波材料
本专利技术涉及复合材料领域，尤其涉及一种对雷达波具有宽频带吸波效果的电磁波谐振控制材料和吸波材料。
技术介绍
随着雷达远程电子探测技术的发展和其他探测技术及产品的广泛应用，为应对电磁辐射、电磁散射和电磁兼容的问题，采用结构型吸波材料或涂覆型吸波材料，为解决相关设施的吸波问题产生了一定的效果。常规吸波材料在厚度、密度、吸收率、吸波频带带宽等方面会相互制约，如在实现较宽的频带吸收的特性同时，则需要增加材料的厚度；而要实现材料的轻薄要求，则只在一定的频带范围内具有吸波能力，而失去了在其他波段的吸波能力，尤其面对多波段探测技术，单一功能吸波材料的使用将受到限制。在实际工程应用中，要全面实现对雷达吸波的“薄”、“轻”、“宽”、“强”的要求。专利CN201410213142.6提出了“一种多层结构雷达吸波布及其制备方法”，该方法采用磁性金属合金微粉作为吸波材料，通过在帆布表面涂覆10～50μm聚氨酯粘结剂，待干燥固化后，在聚氨酯粘结表面再涂覆吸波材料，如此往复三次，最终形成了由三层厚度分别为0.6～1.2mm、0.6～1.0mm、0.4～0.8mm的吸波材料和四层聚氨酯粘结剂的多层结构吸波布，有效控制了吸波材料的厚度，且制作方法简单，所制备的材料具有一定的柔性，较好解决了车辆、帐篷等装备的隐身。但采用该方法所实现的多层结构的雷达吸波，其吸波性能仅局限于8GHz～16GHz范围，而在16GHz～40GHz频带范围则没有吸收效果。专利ZL201110052236.6号公开了一种雷达红外兼容隐身材料及其制备方法，该兼容隐身材料主要由雷达吸波结构层与红外隐身功能层复合组成，雷达吸波结构层为玻璃纤维增强的玻璃钢复合材料制成，但其结构参数的限定范围仅能在6～18GHz高频频段实现较好吸波功能，设计范围较窄；另外，由于其制备工艺中采用了PCB工艺、玻璃钢复合材料和固化成型工艺，使得其制备的材料具有刚性，没有考虑到该种材料在应用中对于所保护的设施应具有柔性选择的需求。专利CN201210275367.5提出的宽频吸波超材料虚拟划分为多个周期排列的基本单元，一个基本单元由沿电磁波传播方向依次层叠的第一子单元、第二子单元以及第三子单元构成；以及专利CN201210217931.8提出的具有周期结构的电磁吸波材料，包括磁性吸波材料网格和介电材料制成的介质块，磁性吸波材料网格上网孔为通孔。采用这些材料及方法制备的吸波材料存在厚度大，加工难度高等不足，成为本领域技术人员需要进一步克服的技术障碍。因此，需要吸波材料在结构和性能的进一步改进，对各类保护对象具有柔性覆盖及可裁剪性，降低材料厚度，降低材料的加工难度，进一步提升吸波材料的性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是克服现有技术上的不足，提出了一种通过电磁波谐振控制层和吸波材料组合的方式对连续雷达波段具有吸收效果的复合型柔性吸波材料。一方面，本专利技术提供一种电磁波谐振控制材料，即电磁波谐振控制层。另一方面，本专利技术提供一种基于上述电磁波谐振控制层的的吸波材料。本材料整体由6个功能层组成，自外向内分别是：第一电磁波谐振控制层、第一吸波层、第一导流层、第二电磁波谐振控制层、第二吸波层、第二导流层。所述电磁波谐振控制层(第一电磁波谐振控制层和第二电磁波谐振控制层)，包括一基材，设置在基材一表面的一组或多组金属线条阵列，各组金属线条阵列之间具有轴向夹角，每组金属线条阵列中包含对称设置的两个金属线条阵列，每一个金属线条阵列的金属线条非等长，金属线条头部或尾部连线与对称轴成大于0°小于90°的夹角。所述金属线条通过粘胶粘附于基材表面，整个电磁波谐振控制层包括聚酰亚胺基材、铜箔线条、粘胶、保护膜胶和保护膜，铜箔线条下表面通过粘胶粘附于基材表面，保护膜通过保护膜胶粘附于铜箔线条上表面。本专利技术的电磁波谐振控制层的厚度为0.05～0.11mm，其中，聚酰亚胺基材厚度为0.0127mm～0.0508mm，介电常数ε为2.5～3.1之间，损耗正切tanδ为0.3～0.5之间；铜箔线条厚度为0.0125mm～0.018mm；粘胶厚度为0.0127mm～0.0254mm；保护膜胶和保护膜厚度为0.010mm～0.015mm。对于同组的金属线条，其宽度为0.15～1.0mm，同组的两个金属线条阵列中，每一个金属线条阵列包括14条金属线条，其线条长度从0.1875cm或从0.75cm开始，基于最短线条长度，其余线条分别在前一线条的基础上延长0.0625或0.25cm，例如，基于0.75cm开始，每一线条长度增加0.25cm,该组最后一条线条的长度为4.00cm。由此组成了左右各14条线条排列的阵列。一个金属线条阵列中各金属线条的头部或尾部两线与对称轴形成45°夹角，与另一个金属线条阵列中的金属线条相对称。各金属线条阵列的表面积之和与该图形所占相应面积的比例为1.7％～11.2％之间。所述金属线条也可通过化学蚀刻方法蚀刻于基材表面。所述金属线条的设置密度为：在1.5m幅宽的基材表面设置10～48组金属线条阵列。各组金属线条之间互不接触但相互嵌套。相对侧金属线条最近的间距不小于最短金属线条长度。本专利技术的电磁波谐振控制材料采用以聚酰亚胺为基材的FPC(FlexiblePrintedCircuit)材料，以非等长条形组合，可以形成电磁波的谐振控制层，使FPC中的异形金属结构形成对电磁波的扰动和局域控制能力，利用电磁波在本吸波材料之间的多次反复的折射、衍射和透射，形成损耗，延长了吸波材料对电磁波的作用时间，增强了吸波材料对电磁波的损耗作用。通过对金属线条的非等长设定，可以根据电磁波的波长来设定合适的线条长度，具备非常优异的宽频吸波功能，吸波频段可以分别覆盖27～40Ghz波段、18～27GHz波段；12～18GHz波段、8～12GHz波段和3.95～8GHz波段。同时厚度薄，加工工艺简单，材料稳定好，对批量制作宽频段结构型柔性吸波材料具有积极意义。所述第一吸波层，是夹制在第一谐振控制层和第一导流层之间，以低密度聚乙烯为承载体，以非铁磁性为主的吸波材料构成的吸波层；其中，吸波材料包括球状纳米碳化硅、碳化硅纳米线、一定长颈比对杆状碳化硅，碳化硅微粉、碳纤维中的一种或几种以及一定比例的超细镍粉；其活性剂为甘油、乙二醇、聚乙二醇、单甘脂中的一种或几种。所述第二吸波层，是夹制在第二谐振控制层和第二导流层之间，以TPU介质板为承载体，以电阻型浆料喷涂方式构成的吸波层；其中，吸波材料包括银纳米线、纳米银粉、纳米铜粉中的一种或几种以及一定比例的水性导电涂布液、去离子水辅料。所述第一导流层，是与第一谐振控制层线条阵列总体外形相符合的由单面FPC材料构成的框式结构；所述第二导流层，是与第二谐振控制层线条阵列总体外形相符合的由单面FPC材料构成的框式结构；所述第一导流层和第二导流层用于加强在谐振层、吸波层和导流层之间的信号反射，使FPC中的异形金属结构形成对电磁波的扰动和局域控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁波谐振控制材料，其特征在于，包括一基材，设置在基材一表面的一组或多组金属线条阵列，各组金属线条之间具有轴向夹角，每组金属线条阵列中包含对称设置的两个金属线条阵列，每个金属线条阵列的金属线条非等长，金属线条头部或尾部连线与对称轴成大于0°小于90°的夹角。/n

【技术特征摘要】
20180628 CN 20181068952781.一种电磁波谐振控制材料，其特征在于，包括一基材，设置在基材一表面的一组或多组金属线条阵列，各组金属线条之间具有轴向夹角，每组金属线条阵列中包含对称设置的两个金属线条阵列，每个金属线条阵列的金属线条非等长，金属线条头部或尾部连线与对称轴成大于0°小于90°的夹角。


2.如权利要求1所述的电磁波谐振控制材料，其特征在于，所述金属线条通过粘胶粘附于基材表面。


3.如权利要求2所述的电磁波谐振控制材料，其特征在于，包括聚酰亚胺基材、铜箔线条、粘胶、保护膜胶和保护膜，铜箔线条下表面通过粘胶粘附于基材表面，保护膜通过保护膜胶粘附于铜箔线条上表面。


4.如权利要求3所述的电磁波谐振控制材料，其特征在于，厚度为0.05～0.11mm，其中，聚酰亚胺基材厚度为0.0127mm～0.0508mm，介电常数ε为2.5～3.1之间，损耗正切tanδ为0.3～0.5之间；铜箔线条厚度为0.0125mm～0.018mm；粘胶厚度为0.0127mm～0.0254mm；保护膜胶和保护膜厚度为0.010mm～0.015mm。


5.如权利要求1所述的电磁波谐振控制材料，其特征在于，金属线条宽为0.15～1.0mm，每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦振山，肖兵，佟阳，
申请(专利权)人：秦振山，肖兵，佟阳，
类型：发明
国别省市：北京;11